Dynamique des hydrocarbures dissous dans les eaux côtières : applications en Méditerranée et à l'écosystème récifo-lagonaire de la Réunion, Océan Indien

Dynamics of dissolved hydrocarbons in coastal waters : applications in the Mediterranean Sea and to a coral reef ecosystem (La Reunion Island, Indian Ocean)

• Auteur / Autrice : Catherine Guigue
• Direction : Madeleine Goutx
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanographie
• Date : Soutenance le 05/07/2017
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut méditerranéen d'océanologie (Marseille ; Toulon ; 2012-....) - Observatoire des Sciences de l’Univers - Institut Pythéas
• Jury : Président / Présidente : Philippe Cuny
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Immaculada Tolosa-Bertral, Pierre Doumenq
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Christophe Migon, Edith Parlanti

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matière organique

Composés aromatiques polycycliques

Alcanes

Mots clés libres

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Résumé

Cette thèse a pour but d’améliorer les connaissances de la dynamique des hydrocarbures aliphatiques (AHs) et aromatiques polycycliques (PAHs) dissous dans les eaux côtières soumises à divers forçages anthropiques (activités domestiques, urbaines, agricoles, industrielles). Les travaux de recherche se sont déroulés dans 1) la zone Rhône-Fos-Marseille (RFM, Méditerranée du Nord), 2) le Golfe de Gabès (Tunisie, Méditerranée du Sud), et 3) un écosystème récifo-lagonaire (La Réunion, Océan Indien). Nous avons également suivi la remobilisation des PAHs et de la matière organique (MO) dans l’eau lors d’expériences de remise en suspension de sédiments issus de la rade de Toulon (France). Les concentrations, en AHs et PAHs dissous, montrent une forte variabilité spatiale et temporelle et sont considérées comme modérées à élevées, sans toutefois dépasser les seuils de toxicité sauf en cas de remise en suspension sédimentaire. L’étude des AHs révèle la superposition de signatures anthropiques et biogéniques. Les PAHs reflètent plutôt la dominance des apports pétrogéniques par rapport aux apports pyrogéniques. Nos résultats suggèrent enfin la présence de PAHs d’origine biogénique marine. Ces études ont permis la mise en évidence du rôle des apports atmosphériques et celui des cours d’eau ainsi que la variabilité spatiale et saisonnière des processus d’échanges air-eau, et de bio-, photo-dégradation/transformation sur la distribution de ces deux classes d’hydrocarbures. Ces résultats montrent enfin la nécessité de mieux comprendre le rôle de la qualité de la matière organique en présence sur la toxicité des PAHs vis à vis des organismes vivants dans le milieu côtier.

This PhD aimed to improve the knowledge about aliphatic and aromatic polycyclic hydrocarbon (AHs and PAHs, respectively) dynamics in coastal waters subjected to various anthropogenic pressures (domestic, urban, agricultural, industrial). This work was performed in 1) Rhône-Fos-Marseille area (RFM, Northwestern Mediterranean Sea), 2) surface coastal waters of the Gulf of Gabès (Tunisia, Southern Mediterranean Sea) and 3) a coral reef ecosystem (La Réunion Island, Indian Ocean). Finally, we followed the remobilization of PAHs and organic matter (OM) in seawater during resuspension experiments of sediment from Toulon Bay (France). The concentrations, in dissolved AHs and PAHs, show important spatial and seasonal variability. They are considered as moderate to high, and remain below the toxicity thresholds except during sediment resuspension situations. The study of AHs shows the superposition of anthropogenic and biogenic origin signatures while that of PAHs mirrors rather the dominance of anthropogenic petrogenic inputs compared to pyrogenic ones. Our results suggest also the biogenic marine origin of PAHs. These studies made it possible to highlight the role of atmospheric inputs and that of freshwaters (rivers or effluents) as well as the spatial and seasonal variability of processes such as air-sea exchanges or bio, photo-degradation/transformation, on the distribution of these two hydrocarbon classes. Finally, the present work shows the need to improve the knowledge on the role of organic matter quality on the toxicity of PAHs for marine organisms in coastal waters.